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1 von 456
Tieftemperaturphysik
mit 22 Tabellen
Verfasserangabe: Christian Enss ; Siegfried Hunklinger
Jahr: 2000
Verlag: Berlin [u.a.], Springer
Mediengruppe: Buch
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 Vorbestellen Zweigstelle: 07., Urban-Loritz-Pl. 2a Standorte: NN.PT Enss / College 6a - Naturwissenschaften Status: Verfügbar Frist: Vorbestellungen: 0
Inhalt
Das Buch bietet eine kompakte Zusammenstellung der wichtigsten Phänomene in der Tieftemperaturphysik, die sowohl Studenten (mit dieser Vertiefungsrichtung im Hauptstudium), als auch Doktoranden, Wissenschaftlern und Ingenieuren, die auf diesem Gebiet tätig sind, als Lehrbuch dienen kann. Es eignet sich als Grundlage für entsprechende Vorlesungen.Buchrückseite:Die außergewöhnlichen Eigenschaften der Quantenflüssigkeiten 3He und 4He werden dargestellt. Es werden die grundlegenden experimentellen Beobachtungen geschildert und die Konzepte zur theoretischen Beschreibung diskutiert. Hierbei werden u. a. das Zwei-Flüssigkeits-Modell, die Bose-Einstein-Kondensation und das Konzept der Fermi-Flüssigkeit behandelt. Spezielle Aspekte der Tieftemperatureigenschaften von Festkörpern werden vorgestellt. Einige wichtige Schwerpunkte sind der Poiseuille-Wärmefluss, die Ausbreitung von Zweitem Schall, der Kondo-Effekt, Schwer-Fermionen-Systeme, Kernspinordnung bei positiven und negativen Temperaturen, Spingläser, Tunnelsysteme und Supraleitung. Ein weiterer Teil des Buches befasst sich mit der Darstellung von Methoden zur Erzeugung und Messung tiefer Temperaturen. Hier wird auf die Gasverflüssigung (Stickstoff, Helium) und auf die wichtigsten Kühlmethoden, wie die 3He/4He-Mischungskühlung sowie die adiabatische Entmagnetisierung, eingegangen. (siehe amazon.de)
Aus dem Inhalt:1. Helium ¿ Grundlegende Eigenschaften 1 / 1.1 Allgemeines 1 / 1.2 Van der Waals-Bindung 2 / 1.3 Thermodynamische Eigenschaften 4 / 1.3.1 Dichte 4 / 1.3.2 Spezifische Wärme 5 / 1.3.3 Latente Wärme 6 / 1.4 Phasendiagramm 7 / 1.4.1 4He 7 / 1.4.2 3He 7 // 2. Suprafluides 4 He - Helium-II 9 / 2.1 Experimentelle Beobachtungen 9 / 2.1.1 Viskosität und Suprafluidität 10 / 2.1.2 Becherexperimente 11 / 2.1.3 Thermomechanischer Effekt 13 / 2.1.4 Wärmetransport 15 / 2.1.5 Zweiter Schall 17 / 2.2 Zwei-Flüssigkeits-Modell 18 / 2.2.1 Zwei-Flüssigkeits-Hydrodynamik 19 / 2.2.2 Schallausbreitung 20 / 2.2.3 Viskositätsmessungen und Becherexperimente 29 / 2.2.4 Andronikashvili-Experiment 30 / 2.2.5 Thermomechanischer Effekt 32 / 2.2.6 Wärmetransport 32 / 2.2.7 Impuls des Wärmeflusses 34 / 2.3 Bose-Einstein-Kondensation 35 / 2.3.1 Ideales Bose-Gas 36 / 2.3.2 Helium 40 / 2.4 Anregungsspektrum von Helium-II 42 / 2.4.1 Phononen und Rotonen 43 / 2.4.2 Spezifische Wärme 45 / 2.4.3 Konzept der kritischen Geschwindigkeit 46 / 2.5 Quantisierung der Zirkulation 48 / 2.5.1 Wellenfunktion der suprafluiden Komponente 48 / 2.5.2 Helium-II unter Rotation 49 / 2.6 Kritische Geschwindigkeit - Experimente 54 / 2.6.1 Bewegung von Ionen in flüssigem Helium 54 / 2.6.2 Flußexperimente 57 / 2.7 Kritisches Verhalten am A-Punkt 58 / 2.7.1 Spezifische Wärme 58 // 3. Normalfluides 3 H e 61 / 3.1 Ideales Fermi-Gas - Vergleich mit flüssigem 3He 61 / 3.1.1 Spezifische Wärme 63 / 3.1.2 Suszeptibilität 66 / 3.1.3 Transporteigenschaften 67 / 3.1.4 Quantitativer Vergleich: 3He und ideales Fermi-Gas 70 / 3.2 Schmelzkurve 70 / 3.3 Landau-Theorie der Fermi-Flüssigkeit 71 / 3.3.1 Quasiteilchenkonzept 72 / 3.3.2 Wechselwirkungsfunktion 74 / 3.3.3 Anwendung der Landau-Theorie auf normalfluides 3He 75 / 3.4 Nullter Schall 77 / 3.4.1 Longitudinale Schallausbreitung 77 / 3.4.2 Transversale Schallausbreitung 79 / 3.4.3 Stoßfreie Spinwellen 80 / 3.4.4 Abschließende Bemerkungen zur Landau-Theorie 80 // 4. Suprafluides 3 H e 83 / 4.1 Grundlegende experimentelle Beobachtungen 84 / 4.1.1 Phasendiagramm 84 / 4.1.2 Spezifische Wärme 86 / 4.1.3 Suprafluidität 87 / 4.1.4 Relevanz des Zwei-Flüssigkeits-Modells für 3He 87 / 4.1.5 Kernspinresonanz (NMR) 90 / 4.2 Quantenzustände von suprafluidem 3He 92 / 4.3 Eigenschaften der suprafluiden Phasen von 3He 94 / 4.3.1 3He A-Phase 94 / 4.3.2 Textur 95 / 4.3.3 3He-A! und 3He-B 99 / 4.3.4 Energielücke 99 / 4.3.5 Suprafluides 3He unter Rotation 100 / 4.3.6 Kollektive Anregungen ¿ Schallausbreitung 102 // 5. 3He/4He-Mischungen 105 / 5.1 Spezifische Wärme und Phasendiagramm 105 / 5.1.1 Verdünnte Lösungen von 3He in Helium-II 106 / 5.2 Normalfluide Komponente 108 / 5.2.1 Andronikashvili-Experiment 108 / 5.2.2 Osmotischer Druck 109 / 5.3 Transporteigenschaften 110 / 5.3.1 Wärmetransport 110 / 5.3.2 Viskosität 111 / 5.3.3 Selbstdiffusionskoeffizient 112 // 6. Phononen 115 / 6.1 Spezifische Wärme - Debyesche Theorie 115 / 6.1.1 Bedeutung der Debye-Temperatur 121 / 6.1.2 Zweidimensionale Systeme 123 / 6.2 Wärmetransport 125 / 6.2.1 Experimentelle Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit 127 / 6.2.2 Temperaturverlauf der Wärmeleitfähigkeit in dielektrischen Kristallen 128 / 6.2.3 Phonon-Phonon-Streuung 129 / 6.2.4 Defektstreuung 131 / 6.3 Einfluß von N-Prozessen auf den Wärmetransport 136 / 6.3.1 Poiseuille-Fluß 136 / 6.3.2 Zweiter Schall 139 / 6.4 Ballistische Ausbreitung von Phononen 141 / 6.4.1 Phononenfokussierung 142 / 6.4.2 Zeitaufgelöste Messungen der Phononenausbreitung 144 // 7. Leitungselektronen 147 / 7.1 Spezifische Wärme 147 / 7.1.1 Leitungselektronen in einfachen Metallen 147 / 7.1.2 Metalle mit ¿schweren" Elektronen 150 / 7.2 Elektrische Leitfähigkeit 151 / 7.2.1 Boltzmann-Gleichung, Ladungstransport 152 / 7.2.2 Matthiesensche Regel 155 / 7.2.3 Streuung von Elektronen an Verunreinigungen 156 / 7.2.4 Elektron-Phonon-Streuung 158 / 7.2.5 Elektron-Magnon-Streuung 160 / 7.3 Thermische Leitfähigkeit von Metallen 162 / 7.4 Kondo-Effekt 166 / 7.4.1 Einfluß der freien Elektronen auf lokale magnetische Momente 167 / 7.4.2 Streuung von Leitungselektronen an lokalisierten magnetischen Momenten 170 / 7.4.3 Kondo-Widerstand 171 // X Inhaltsverzeichnis // 7.5 Schwer-Fermion-Systeme 174 / 7.5.1 Elektrischer Widerstand 176 / 7.5.2 Suszeptibilität 178 / 7.5.3 Spezifische Wärme 180 // 8. Spins 183 / 8.1 Paramagnetische Systeme - Isolierte Spins 183 / 8.1.1 Magnetisches Moment 184 / 8.1.2 Suszeptibilität 185 / 8.1.3 Spezifische Wärme 188 / 8.2 Spinwellen - Magnonen 196 / 8.2.1 Ferromagnete 196 / 8.2.2 Antiferromagnete 202 / 8.3 Spingläser 204 / 8.4 Magnetische Ordnung von Kernspins 208 / 8.4.1 Systeme mit starker Elektron-Kern-Kopplung 209 / 8.4.2 Systeme mit schwacher Elektron-Kern-Kopplung 211 / 8.5 Negative Spintemperaturen 213 / 8.5.1 Thermodynamik bei negativen Temperaturen 214 / 8.5.2 Kernordnung 216 / 8.5.3 Stimulierte Emission 217 // 9. Tunnelsysteme 219 / 9.1 Beschreibung als Zwei-Niveau-Systeme 219 / 9.1.1 Doppelmuldenpotentiale 220 / 9.1.2 Kopplung an elektrische und elastische Felder 222 / 9.1.3 Relaxationsprozesse 223 / 9.1.4 Relaxationszeiten 228 / 9.1.5 Resonante Wechselwirkung 230 / 9.2 Isolierte Tunnelsysteme in Kristallen 232 / 9.2.1 Termschema 232 / 9.2.2 Spezifische Wärme 236 / 9.2.3 Einfluß auf die Wärmeleitung von / dielektrischen Kristallen 239 / 9.2.4 Level-Crossing 241 / 9.2.5 Dielektrische Suszeptibilität 242 / 9.2.6 Schallgeschwindigkeit 245 / 9.3 Wechselwirkende Tunnelsysteme in Kristallen 247 / 9.3.1 Dielektrische Eigenschaften 247 / 9.3.2 Theoretische Beschreibung 248 / 9.3.3 Dielektrische Suszeptibilität im Modell von Wrürger 251 / 9.4 Asymmetrische Tunnelsysteme in Kristallen 253 / 9.4.1 Nb:O,H und Nb:O,D 253 / 9.4.2 CN- in KBr:KCl 256 / 9.5 Amorphe Dielektrika 256 / 9.5.1 Spezifische Wärme 257 / 9.5.2 Einfluß auf die Wärmeleitfähigkeit 260 / 9.5.3 Relaxationsabsorption 262 / 9.5.4 Resonante Absorption 265 / 9.5.5 Schallgeschwindigkeit und Dielektrizitätskonstante 268 / 9.6 Metallische Gläser 269 / 9.7 Echoexperimente 271 // 10. Supraleitung 277 / 10.1 Experimentelle Beobachtungen 277 / 10.1.1 Sprungtemperatur 279 / 10.1.2 Meißner-Ochsenfeld-Effekt 281 / 10.1.3 Supraleiter 1. Art 284 / 10.1.4 Supraleiter 2. Art 287 / 10.2 Thermodynamik der Supraleitung 290 / 10.3 Phänomenologische Beschreibung 295 / 10.3.1 London-Gleichung 295 / 10.3.2 Pippard-Gleichung 299 / 10.3.3 Ginzburg-Landau-Theorie 300 / 10.4 Mikroskopische Theorie der Supraleitung 307 / 10.4.1 Cooper-Paare 307 / 10.4.2 BCS-Grundzustand 312 / 10.4.3 Anregung des BCS-Grundzustandes 317 / 10.4.4 BCS-Zustand bei endlicher Temperatur 319 / 10.4.5 Nachweis einer Energielücke 322 / 10.4.6 Tunnelexperimente 326 / 10.4.7 Kritischer Strom und kritisches Magnetfeld 330 / 10.5 Makroskopische Wellenfunktion 332 / 10.5.1 Flußquantisierung 333 / 10.5.2 Paartunneln - Josephson-Effekte 335 / 10.5.3 Supraleitende Magnetometer - SQUID 340 / 10.6 Supraleitung in speziellen Materialien 344 / 10.6.1 Magnetische Supraleiter 344 / 10.6.2 Schwer-Fermion-Supraleiter 348 / 10.6.3 Organische Supraleiter 349 / 10.6.4 Hochtemperatursupraleiter 351 // 11. Erzeugung tiefer Temperaturen 359 / 11.1 Verflüssigung von Gasen 360 / 11.1.1 Kühlung mit Expansionsmaschinen 361 / 11.1.2 Joule-Thomson-Entspannung 368 / 11.2 Einfache Heliumkryostate 370 / 11.2.1 Badkryostat 370 / 11.2.2 Verdampferkryostate 373 / 11.3 Verdünnungskryostat 377 / 11.3.1 Kühlmechanismus 377 / 11.3.2 Prinzipieller Aufbau eines Verdünnungskryostaten 378 / 11.3.3 Problem des Wärmewiderstands 380 / 11.3.4 Kühlleistung 384 / 11.4 Pomeranchuk-Kühlung 387 / 11.4.1 Kühlung durch Verfestigung von 3He 387 / 11.4.2 Technische Realisierung 388 / 11.4.3 Kühlleistung 390 / 11.5 Adiabatische Entmagnetisierung 390 / 11.5.1 Kühlmechanismus 391 / 11.5.2 Kühlkapazität und Endtemperatur 393 / 11.5.3 Elektronenspin - Paramagnetische Salze 394 / 11.6 Kühlung durch Kernentmagnetisierung 396 / 11.6.1 Elektron-Kern-Kopplung 396 / 11.6.2 Einfluß von Wärmeeinträgen 398 / 11.6.3 Wärmelecks 398 / 11.6.4 Technische Realisierung 404 // 12. Thermometrie 411 / 12.1 Primärthermometer 412 / 12.1.1 Gasthermometer 412 / 12.1.2 Dampfdruckthermometer 413 / 12.1.3 3He-Schmelzkurventhermometer 414 / 12.1.4 Rauschthermometer 416 / 12.1.5 Supraleiter-Fixpunkt-Thermometer 417 / 12.1.6 Kernorientierungsthermometer 419 / 12.1.7 Mössbauer-Effekt-Thermometer 423 / 12.1.8 Osmotischer Druck von 3He in 4He 423 / 12.2 Sekundärthermometer 423 / 12.2.1 Widerstandsthermometer 424 / 12.2.2 Thermoelemente 433 / 12.2.3 Kapazitätsthermometer 435 / 12.2.4 Magnetisierungsthermometer 435 / 12.2.5 Kernspinresonanzthermometer 439 // Literaturverzeichnis 445 / Sachverzeichnis 459
Details
VerfasserInnenangabe: Christian Enss ; Siegfried Hunklinger
Jahr: 2000
Verlag: Berlin [u.a.], Springer
Systematik: NN.PT
ISBN: 978-3-540-67674-4
2. ISBN: 3-540-67674-0
Beschreibung: XII, 465 S. : zahlr. Ill. u. graph. Darst.
Sprache: ger
Mediengruppe: Buch